Flight-LAB OVAL Abschlussbericht

Kurzfassung

Das übergeordnete Ziel des LuFo V-2 Verbundvorhabens Flight-LAB war die Abbildung der akustischen Problemstellung bei neuen Flugzeug-Derivaten im Frequenzbereich 200Hz bis 700Hz mittels der Versuchseinrichtung Acoustic Flight-LAB und dem Flugversuchsträger ATRA des DLR. Beabsichtigt wurde die Minimierung des Kabinenlärmrisikos bei produktivitätssteigernden Modifikationen klassischer Flugzeugkonfigurationen mit neuen Antriebskonzepten. Einen entscheidenden Parameter für die schrittweise Optimierung des akustischen Gesamtflugzeugentwurfs stellt die Vibroakustik dar, deren interdisziplinäre Funktion die Bewertungsfähigkeit der einzelnen Modifikation im adressierten Frequenzbereich bereitstellen kann. Das Ziel des Vorhabens OVAL (Optische Vibrationsmesstechnik und effiziente Analysetools) war es, einen Beitrag für die Verbesserung des akustischen Kabinenkomforts und Verkürzung der Entwicklungszeiten akustischer Lärmminderungsmaßnahmen für Flugzeuge mit neuen Antriebskonzepten (New Engine Option, NEO) und zukünftiger hocheffizienter Antriebssysteme (z.B. Ultra-High By-Pass Ratio Fan, UHBR) zu leisten. In dem adressierten Frequenzbereich sind Lärmprobleme in der Regel auf gekoppelte Probleme von Vibrationsweiterleitung und akustische Transmission zurückzuführen. Daher wurde in OVAL eine kombinierte Schalldruck- und Vibrationsmesstechnik entwickelt, welche die Ermittlung von Transferpfaden für Körperschall und die Lokalisierung von Schall abstrahlenden Regionen einer Rumpfstruktur simultan ermöglicht. Die experimentelle Datenbasis zur Bewertung neuartiger Antriebskonzepte ist naturgemäß sehr gering. Daher wurden auf Basis vorhandener Flugtestdaten vom DLR Forschungsflugzeug ATRA empirische Modelle entwickelt, welche die schnelle Bereitstellung von Kabinenlärmpegeln für verschiedene Flugzustände und Triebwerkseinstellungen eines Flugzeugs mit herkömmlichen Strahltriebwerken (Classical Engine Option, CEO) ermöglichen. Dies ist vor dem Hintergrund, dass die Kabinenakustik zunehmend einen zentralen Auslegungsbaustein für die Optimierung der Wirtschaftlichkeit des Gesamtflugzeugentwurfs ohne Verlust des Komforts darstellt, umso bedeutender.